Dlaczego w wodzie czujemy się lżejsi?

Czas zanurzyć się w fizyce! Dlaczego w wodzie czujemy się lżejsi?
Dzisiaj tekst z serii: fizyka dla opornych.

Wszyscy znamy to uczucie. Wchodzimy do wody i czujemy ulgę, ciężki sprzęt do nurkowania w wodzie nagle przestaje przeszkadzać, wszystko staje się lżejsze i możemy zacząć cieszyć się urokami podwodnego świata. Zastanawialiście się kiedyś dlaczego tak się dzieje? Dzisiejsza notka jest właśnie o tym 🙂

Gdy zanurzamy się w wodzie działa na nas jej siła wyporu. Siła ta zależy od gęstości wody (np. woda morska i woda słodka) oraz objętości i masy naszego ciała. Dzięki temu zjawisku zanurzając się w wodzie tracimy część swojego ciężaru. Nasza masa pozostaje niezmienna, zmienia się natomiast nasz ciężar.
Ciężar, to siła z jaką przedmiot rozciąga siłomierz, wisząc pionowo w dół. Zazwyczaj ciężar równy jest co do wartości sile grawitacji, z jaką Ziemia przyciąga przedmiot. W wodzie jednak, na przedmiot działa zarówno siła przyciągania Ziemi (skierowana pionowo w dół), jak i siła wyporu (skierowana pionowo w górę). Dlatego też, przedmiot zawieszony na siłomierzu i zanurzony w wodzie będzie rozciągał sprężynę siłomierza z mniejszą siłą, niż wówczas gdyby był zawieszony w powietrzu.

To właśnie dzięki sile wyporu wody, która działa przeciwnie do siły przyciągania ziemskiego człowiek czuje się w wodzie lżejszy niż w powietrzu.

O tym zjawisku mówi prawo Archimedesa, zgodnie z którym:
Na ciało zanurzone w cieczy działa pionowa, skierowana ku górze siła wyporu. Wartość siły jest równa ciężarowi wypartego płynu. Siła ta jest wypadkową wszystkich sił parcia płynu na ciało.

PS W starej, łatwiejszej do zapamiętania wersji, prawo to brzmiało następująco:
Ciało zanurzone w cieczy traci pozornie na ciężarze tyle, ile waży ciecz wyparta przez to ciało.